一種芯片精密操作裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種芯片精密操作裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，集成電路芯片不斷向高密度、高性能和輕薄短小方向發(fā)展，為滿足IC封裝要求，越來越多的薄芯片將會(huì)出現(xiàn)在封裝中。芯片的輕薄化發(fā)展對現(xiàn)有電子封裝技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，其中一個(gè)主要的難題是薄芯片的精密操作技術(shù)。芯片操作工藝廣泛應(yīng)用于電子封裝工業(yè)生產(chǎn)中，用于實(shí)現(xiàn)IC芯片的無損精確傳輸與鍵合，如固晶、引線鍵合和倒裝芯片等封裝設(shè)備。芯片操作是電子封裝中的一個(gè)關(guān)鍵工藝過程，其精度和可靠性是IC設(shè)備的重要性能指標(biāo)。
[0003]芯片操作裝置在高速運(yùn)動(dòng)過程中，接觸芯片時(shí)易于產(chǎn)生較大的沖擊力。IC芯片為脆性半導(dǎo)體材料，芯片強(qiáng)度低易碎，所以必須精密控制芯片的操作力。而現(xiàn)有技術(shù)的芯片操作設(shè)備成本高，控制精度低，易損壞IC芯片，亟待技術(shù)改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種芯片精密操作裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中芯片操作設(shè)備成本高，控制精度低，易損壞IC芯片的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種芯片精密操作裝置，包括殼體，所述殼體上設(shè)置有固定支架，所述殼體內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置與殼體以及固定支架之間形成密閉空間，所述密閉空間內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)介質(zhì)用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置沿Z軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置上端連接有扭矩輸出裝置以驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)裝置沿Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置下端設(shè)置有芯片吸取裝置用以吸取芯片。
[0006]其中，所述固定支架包括電機(jī)支架，所述電機(jī)支架上設(shè)置有伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有聯(lián)軸器，所述傳動(dòng)裝置包括活塞，所述聯(lián)軸器下端設(shè)置有直線運(yùn)動(dòng)單元，所述活塞上端連接于該直線運(yùn)動(dòng)單元上并沿該直線運(yùn)動(dòng)單元作Z軸方向運(yùn)動(dòng)。
[0007]其中，所述直線運(yùn)動(dòng)單元豎直設(shè)置有兩組，左右對稱設(shè)置于聯(lián)軸器下端。
[0008]其中，所述電機(jī)支架側(cè)壁上設(shè)置有直線滑塊，所述直線滑塊設(shè)于直線滑軌上，所述直線滑軌豎直設(shè)置。
[0009]其中，所述活塞上部與電機(jī)支架之間形成所述密閉空間，所述殼體位于密閉空間處的側(cè)壁上設(shè)置有管接頭，所述管接頭一端與密閉空間聯(lián)通，另一端連接恒壓控制裝置。
[0010]其中，所述活塞內(nèi)設(shè)置有芯片吸桿，所述芯片吸桿下端伸出所述殼體，所述殼體內(nèi)下部設(shè)置有行程襯套，所述芯片吸桿穿過所述行程襯套并與行程襯套之間形成間隙密封。
[0011]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0012]上述方案中，利用恒壓控制技術(shù)，通過設(shè)定恒壓控制系統(tǒng)的輸出壓力大小，無須壓力傳感器反饋即可獲得所需的精確且恒定的操作力；雙直線運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)，能在不影響芯片壓力情況下，通過伺服電機(jī)和聯(lián)軸器自動(dòng)調(diào)節(jié)芯片的旋轉(zhuǎn)角度；采用間隙密封技術(shù)，避免了真空管彎曲對芯片操作力的影響。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的芯片精密操作裝置的直線運(yùn)動(dòng)工作原理圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的芯片精密操作裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)工作原理圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的芯片精密操作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016][主要元件符號說明]
[0017]1:活塞；
[0018]2:固定支架；
[0019]3:傳動(dòng)裝置；
[0020]4:密閉空間；
[0021]5:芯片吸取裝置；
[0022]6:芯片；
[0023]7:直線滑軌；
[0024]8:直線滑塊；
[0025]9:伺服電機(jī)；
[0026]10:電機(jī)支架；
[0027]11:聯(lián)軸器；
[0028]12:直線運(yùn)動(dòng)單元；
[0029]13:活塞；
[0030]14:行程襯套；
[0031]15:芯片吸桿；
[0032]16:恒壓控制裝；
[0033]17:真空通道。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中芯片操作設(shè)備成本高，控制精度低，易損壞IC芯片的問題，提供一種芯片精密操作裝置。
[0036]如圖1所示的，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種芯片精密操作裝置，包括殼體1，所述殼體I上設(shè)置有固定支架2，所述殼體I內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)裝置3，所述傳動(dòng)裝置3與殼體I及固定支架2之間形成密閉空間4，所述密閉空間4內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)介質(zhì)用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置3沿Z軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)介質(zhì)可以是氣壓或液壓，所述傳動(dòng)裝置3下端設(shè)置有芯片吸取裝置5用以吸取芯片6。如圖2所示的，所述傳動(dòng)裝置3上端連接有扭矩輸出裝置(未圖示)以驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)裝置3沿Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0037]本發(fā)明通過控制氣壓/液壓的壓力大小控制傳動(dòng)裝置3作用于芯片6時(shí)，芯片6所受到的壓力，其壓力的精度取決于控制系統(tǒng)的精度。通過控制扭矩輸出裝置控制控制芯片6旋轉(zhuǎn)的角度和精度，從而實(shí)現(xiàn)在封裝設(shè)備中對芯片6進(jìn)行拾取和精確放置的工序。
[0038]如圖3所示的，所述芯片精密操作裝置，還包括直線導(dǎo)軌7、直線滑塊8、伺服電機(jī)9、電機(jī)支架10、聯(lián)軸器11、直線運(yùn)動(dòng)單元12、活塞13、行程襯套14、芯片吸桿15、恒壓控制裝置16。
[0039]其中，所述電機(jī)支架10上設(shè)置有所述伺服電機(jī)9，所述伺服電機(jī)9的輸出軸上設(shè)置有聯(lián)軸器11，所述聯(lián)軸器11下端設(shè)置有直線運(yùn)動(dòng)單元12，所述直線運(yùn)動(dòng)單元12左右各設(shè)置一組。所述活塞13上端連接于該直線運(yùn)動(dòng)單元12上并沿該直線運(yùn)動(dòng)單元12作Z軸方向運(yùn)動(dòng)。
[0040]如圖3所示的，所述電機(jī)支架10側(cè)壁上設(shè)置有直線滑塊8，所述直線滑塊8設(shè)于直線滑軌7上，所述直線滑軌7豎直設(shè)置，外部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架10沿著直線滑塊8作Z軸方向的直線運(yùn)動(dòng)。
[0041]如圖3所示的，所述活塞13與殼體I內(nèi)側(cè)壁之間通過間隙密封，即活塞13外徑和外殼I內(nèi)徑保持微米級別的間隙配合，從而保證活塞13在作上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，與外殼I內(nèi)壁之間保持密封。所述活塞13上部與電機(jī)支架10之間形成所述密閉空間4，所述殼體I位于密閉空間4處的側(cè)壁上設(shè)置有管接頭18，所述管接頭18 —端與密閉空間4聯(lián)通，另一端連接恒壓控制裝置16。所述活塞13內(nèi)設(shè)置有所述芯片吸桿15，所述芯片吸桿15下端伸出所述殼體1，所述殼體I內(nèi)下部設(shè)置有所述行程襯套14，所述芯片吸桿15穿過所述行程襯套14并與行程襯套14之間形成間隙密封。該行程襯套14可以保證直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而保證了聯(lián)軸器11在殼體I內(nèi)能自由地進(jìn)行Z向的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
[0042]其中，芯片吸桿15和殼體I上設(shè)有真空通道17，通過氣動(dòng)接頭和真空通道17連接在一起。由于活塞13與殼體I之間采用金屬間隙密封，使得芯片吸桿15和行程襯套14運(yùn)動(dòng)時(shí)不受真空管彎曲時(shí)拉伸力的影響，并獲得精密的芯片操作力。
[0043]如圖3所示的，本發(fā)明拾取芯片6，放置或鍵合芯片6時(shí)，外部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)直線滑塊8作Z向下降運(yùn)動(dòng)，直線滑塊8帶動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。芯片吸桿15接觸芯片6前，或者芯片6接觸引線框架、基板或晶圓時(shí)，恒壓控制系統(tǒng)16中通入芯片6所需操作力對應(yīng)的介質(zhì)壓力，該介質(zhì)壓力大小與活塞13所受吸力關(guān)系可通過壓力傳感器標(biāo)定。芯片吸桿15接觸芯片6時(shí)，直線滑塊8帶動(dòng)電機(jī)支架10、伺服電機(jī)9、殼體1、聯(lián)軸器11、直線運(yùn)動(dòng)單元12、活塞13以及行程襯套14繼續(xù)朝Z向下降一定高度。此時(shí)芯片吸桿15和活塞13的Z向高度不發(fā)生變化，在該位移內(nèi)芯片吸桿15以一恒定壓力壓在芯片6上，該恒定壓力即為恒壓控制裝置提供的介質(zhì)壓力。該過程中伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置為高效的位置模式，從而使電子封裝設(shè)備既滿足了工藝要求的定位精度，又兼顧了系統(tǒng)的工作效率。
[0044]本發(fā)明利用恒壓控制技術(shù)，通過設(shè)定恒壓控制系統(tǒng)的輸出壓力大小，無須壓力傳感器反饋即可獲得所需的精確且恒定的操作力；雙直線運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)，能在不影響芯片壓力情況下，通過伺服電機(jī)和聯(lián)軸器自動(dòng)調(diào)節(jié)芯片的旋轉(zhuǎn)角度；采用間隙密封技術(shù)，避免了真空管彎曲對芯片操作力的影響。
[0045]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種芯片精密操作裝置，包括殼體，其特征在于，所述殼體上設(shè)置有固定支架，所述殼體內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置與殼體以及固定支架之間形成密閉空間，所述密閉空間內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)介質(zhì)用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置沿Z軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置上端連接有扭矩輸出裝置以驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)裝置沿Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置下端設(shè)置有芯片吸取裝置用以吸取芯片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片精密操作裝置，其特征在于，所述固定支架包括電機(jī)支架，所述電機(jī)支架上設(shè)置有伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有聯(lián)軸器，所述傳動(dòng)裝置包括活塞，所述聯(lián)軸器下端設(shè)置有直線運(yùn)動(dòng)單元，所述活塞上端連接于該直線運(yùn)動(dòng)單元上并沿該直線運(yùn)動(dòng)單元作Z軸方向運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片精密操作裝置，其特征在于，所述直線運(yùn)動(dòng)單元豎直設(shè)置有兩組，左右對稱設(shè)置于聯(lián)軸器下端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片精密操作裝置，其特征在于，所述電機(jī)支架側(cè)壁上設(shè)置有直線滑塊，所述直線滑塊設(shè)于直線滑軌上，所述直線滑軌豎直設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片精密操作裝置，其特征在于，所述活塞上部與電機(jī)支架之間形成所述密閉空間，所述殼體位于密閉空間處的側(cè)壁上設(shè)置有管接頭，所述管接頭一端與密閉空間聯(lián)通，另一端連接恒壓控制裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的芯片精密操作裝置，其特征在于，所述活塞內(nèi)設(shè)置有芯片吸桿，所述芯片吸桿下端伸出所述殼體，所述殼體內(nèi)下部設(shè)置有行程襯套，所述芯片吸桿穿過所述行程襯套并與行程襯套之間形成間隙密封。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種芯片精密操作裝置，包括殼體，所述殼體上設(shè)置有固定支架，所述殼體內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置與殼體以及固定支架之間形成密閉空間，所述密閉空間內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)介質(zhì)用以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置沿Z軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置上端連接有扭矩輸出裝置以驅(qū)動(dòng)該傳動(dòng)裝置沿Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置下端設(shè)置有芯片吸取裝置用以吸取芯片。本發(fā)明利用恒壓控制技術(shù)，通過設(shè)定恒壓控制系統(tǒng)的輸出壓力大小，無須壓力傳感器反饋即可獲得所需的精確且恒定的操作力；雙直線運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)，能在不影響芯片壓力情況下，通過伺服電機(jī)和聯(lián)軸器自動(dòng)調(diào)節(jié)芯片的旋轉(zhuǎn)角度；采用間隙密封技術(shù)，避免了真空管彎曲對芯片操作力的影響。
【IPC分類】H01L21/683, H01L21/67
【公開號】CN105023860
【申請?zhí)枴緾N201410151790
【發(fā)明人】葉樂志, 潘峰, 朱偉, 劉子陽, 唐亮
【申請人】北京中電科電子裝備有限公司, 中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月16日